[发明专利]大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统

说明书

本发明公开了一种大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统，包括数据库模块、时变数据分析单元和传播模式分析单元；数据库模块由依次连接的数据采集子模块、数据处理子模块和数据筛选子模块构成，时变数据分析单元由全局概览视图模块和地区详情视图模块构成，传播模式分析单元由传输模式视图模块和模式详情视图模块构成；该大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统通过不同可视化模块之间的交互操作，实现区域内的传输模式分析，并通过可视分析方法对污染物的传播模式进行可视表达，支持特定时间区间内大范围、细粒度的大气污染探索分析，为大气污染的治理提供了较好的解决思路。

技术领域

本发明涉及大气污染分析工具技术领域，特别涉及一种大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统。

背景技术

大气污染分析工具主要通过其他计算模组完成既定的分析任务，生成对应的可视化结果，利用已有的可视分析系统帮助用户理解结果中存在的大气污染潜在规律，支持用户更进一步的深入分析。

大气污染分析主要分为单个区域内的大气污染成因及时态分析和多个区域之间的大气污染物传播分析。现阶段的大气污染分析工具可以对特定区域中的污染物进行分析，能够对两个区域内的污染物传播路径以及污染的因果关系进行分析，但是只能够分析较为简单的污染物跨区域传播，分析的范围较小，难以支持细粒度的分析。

通过大量的实验可以发现，当不同区域之间的污染物传输在特定时间范围内存在较为稳定的关系时，对应的大气污染数据中必然包含显著的大气污染传播模式。现阶段的大气污染可视分析系统较少涉及大范围、细粒度的复杂空间区域的大气污染传输模式分析，难以分析较为复杂的传播模式场景，不支持基于时间序列的大气污染数据分析。

除此之外。现有的可视分析系统在可视化图形表示以及交互探索存在很多的不足。已有的工具大多在运行之前设置好相关的执行参数，即程序只能不间断执行，用户难以在分析过程中针对实际问题进行调整和探索，同时，现有的系统在结果呈现和可视化表达较为单一，限制了用户对结果进行深层次的理解和分析。

大气污染数据会随着各种气象条件的变化，而由于分析所使用的气象数据具有多变的特点，加之气象检测数据在时空上的分辨率有限，污染物传播的估计结果事实上包含一定的不确定性，然而已有的系统对此无足够的体现，影响了使用这些系统得出的分析结果的可信度。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决现有工具难以分析大规模空间，细粒度复杂区域大气污染，难以分析一定时间范围内的污染物传输模式的问题，实现辅助用户对现有大气污染数据进行深入分析的大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统。

为此，本发明技术方案如下：

一种大气污染时空态势及传播模式的可视分析系统，包括：

(I)数据库模块，其由依次连接的数据采集子模块、数据处理子模块和数据筛选子模块构成；其中，

数据采集子模块采集全国各城市不同位置处气象站记录的日均污染物数据和日均气象数据，以及每年1月份31天内，以1h为采集间隔时间获取的污染物数据和气象数据；污染物数据包括：PM2.5、PM10、臭氧、一氧化碳、二氧化硫和二氧化氮的浓度；气象数据包括：经纬向风速、温度、地面气压和相对湿度；

数据处理子模块对数据采集模块接收的数据进行接收，将各城市归纳入不同区域内，并以城市为单位计算基于不同采集间隔时间下空气污染指数并确定污染等级；

数据筛选子模根据需求向数据处理子模块调取数据；

(II)时变数据分析单元，其由全局概览视图模块和地区详情视图模块构成；全局概览视图模块由全国大气污染动态分布展示子模块和重污染城市动态排名展示子模块构成；地区详情视图模块由城市词云图视图模块、城市污染物热力视图模块、城市污染物详情视图模块和城市污染物比例视图模块构成；其中，